淺析礦山電氣中PLC控制技術的實際運用

黃俊亮

摘 要：當前，隨著采礦現代化設備更新頻率的加快，礦山對機電設備的要求越來越高，作為采礦企業生產中最重要的自動化設備，PLC控制技術在整個生產過程中發揮著至關重要的作用。文章對PLC控制技術的組成和工作原理進行了簡要分析，著重論述了PLC技術在礦山機電控制中的實際運用。

關鍵詞：礦山電氣；PLC控制技術；運用

隨著經濟社會的快速發展，促使礦山企業在生產規模和生產形式上都進行著重大轉變，也對礦上開采設備提出了更高的要求。PLC控制技術在礦山電氣中合理運用，不僅能夠有效提高礦山的開采效率和安全性，在一定程度上也降低了系統和能源的消耗，節約了勞動力，促使采礦企業的經濟效益有所增長，實現我國采礦工業的健康可持續發展。

1 簡述PLC控制技術的組成和工作原理

1.1 PLC控制技術的組成

PLC技術作為一項微型計算機的可編程控制技術，被普遍運用在當前現代工業生產中。因其具備的高穩定性和高可靠性的特點，使它能有效地抵住外界對其的不良影響，同時由于PLC控制技術的操作便捷，且具有較大的發展的空間，因而，在現代的工業生產中逐漸代替傳統的繼電器，完成與之對應的控制[1]。擴展接口、電源模塊、輸入及輸出接口和中央處理器等共同組成了PLC控制系統，但其內部不同部分之間的連接還是主要依靠于數據總線和電源總線來展開，而外部則依據控制對象的不同來選定需要的控制設備。大致來說，PLC系統根據結構的差異性可以分為模塊式和固定式兩種模式，前者主要由CPU、電源、I/O模塊、機架共同組成，而固定式PLC技術則包含了CPU板、顯示面板、內存塊、I/O板，這些模塊都在一定的規劃合理配置下形成。

1.2 PLC控制技術的工作原理

PLC控制系統的工作流程大致可以劃分為以下幾個階段：（1）輸入采樣階段：作為PLC控制中的基礎環節，其能夠對PLC控制效率的位置造成嚴重的影響，且PLC控制系統在該階段通過掃描的方式獲得想要的數據，并把數據上傳至系統相對應的單元之內。由于系統在做好數據采樣工作后，是不會改變下一階段的數據，也不會對系統內部的相關數據有所影響，因此在做完數據采樣工作后要特別注意，不要輕易地進行變更。（2）執行階段：在對數據進行完采樣過后，PLC技術會根據收集到的數據對用戶的程序進行掃描處理，從而通過相應的計算程序獲取到邏輯結果，并在計算機系統中刷新處理其所呈現出的邏輯結構。在實際操作該環節時，要使采樣數據的真實性和完成性得到充分的保證，這樣才能杜絕系統控制中不良問題的發生。（3）輸出刷新階段：這個階段是PLC控制系統中的最后一個環節，在這個階段中，控制結果的存儲和輸出是在相關的顯影數據下進行的，其對設備的有效控制主要是通過電流的輸出實現的。

2 PLC控制技術在礦山機電控制中的實際運用

2.1 PLC控制技術在礦上提升機中的應用

隨著計算機的技術的日趨進步和快速發展，促使計算機控制系統被越來越多的運用到社會的諸多領域中，其中也包括了采礦領域。礦山提升系統因其所具有的電力傳動特征復雜的這一特點，從而在改造提升機控制系統的時候，大多采用的都是PLC控制器和晶匣管變流器等[2]。提升機中PLC控制技術的應用步驟主要包括：（1）在對提升機控制系統進行改造的時候，為了保障改造期間的提升機系統的運作不出現故障，可以對舊系統中的直流主電機以及部分機械有所保留。其次將全新的操作臺放置到和以前提升機操作臺同樣的位置上，同時有效地調整電樞回路。在切換新系統和舊系統的過程中，可以通過對多路插頭的掌控，從而使得提升機中的制動潤滑油泵能夠得到有效的控制。調試工作是新系統在完成改造過后必須要進行的步驟，在調試新系統的時候，可以通過老系統來確保新系統的正常運行，從而使工作中的實際需要不受到制約，得以滿足。（2）在通過PLC技術對提升機進行改造的時候，最重要的一步就是安裝調試工作，這就需要選取優秀的維護技術人員來進行操作，以此來達到整個安裝質量能夠得到充分保證的目的，且提升機改造的安裝和調試工作能夠順利完成。在安裝的過程中，首先要認真檢測各個系統，以降低新系統的調試時間，其次在對新系統的在線送點進行測試的時候，要尤為注意傳感器的校對和檢測工作，使得測量參數和提升系統之間呈現出相互依存的狀態。

2.2 PLC技術在礦山井下風門中的應用

通常來說，由于風門兩側的空氣壓力值存在一定的差異性，因此要想順利開啟風門需要來自外界40kg的壓力，而一旦開啟風門時，壓力降低到5kg或以下，則無法正常開啟風門。為了杜絕此類現象的發生，研究人員一般都會利用氣缸轉動所產生的帶動作用對風門進行開啟，同時通過小風窗來有效解決風門兩側的氣壓差問題，以此來起到輔助風門開啟的作用。風門的開啟和關閉，都是通過系統向風門發出控制信號，并依靠于電磁閥的帶動，通過帶動油缸活塞和改變電磁閥的方向，使風門得以順利開啟或關閉。一旦在開啟過程中，風門呈現出直角角度，風門則會停止開啟，優先滿足車輛和行人的通過。

2.3 PLC技術在選礦工藝中的應用

作為礦山選礦中不可或缺的一個環節，磨礦分級作業的好壞直接影響著選礦工藝的指標、能耗和生產，而實現磨礦分級作業的重要意義則在于對其潛力的合理挖掘，以及探尋出多條適用的路徑 [3]。磨礦分級的自動控制主要是以功率變送器為載體，并通過檢測磨機填充率中所獲取的電流分級反砂來及時調整磨機工作狀態，這樣既保證了系統自動診斷和校正的順利進行，又提供出合理的數據在磨砂效率的檢測過程中。

2.4 PLC技術在礦山運膠帶中的應用

由于不斷發展和完善的機電液一體化，使得KZP系統盤式可控制裝置被大量運用到礦山機電控制中，其主要由液壓站、制動裝置、電控系統三部分構成。制動裝置中的閘瓦在與制動盤相互摩擦的過程中所產生出的制動力矩是制動裝置的主要作用，而液壓站的主要功能則是通過自身的調節作用把制動裝置所產生出來的制動力矩轉化為制動力。礦山的運膠帶機處于正常運行狀態時，其壓力通常都呈0，制動閘也處于松閘狀態，閘瓦和制動盤之間存在著130mm的間隔。礦山運膠帶機的制動，首先是建立在初步了解和分析設備運行工況的基礎上的，在做到這些之后，再由控制系統對調節設備發出指令，從而完成制動控制。從理論上來說，礦山運膠帶機具有很強的制動性，即使在處于高溫情況下也能實現每小時10次左右的制動功率。

3 結束語

隨著礦產資源的逐漸稀缺和日趨激烈的市場競爭，怎樣使有限的資源得到最合理的開發利用，讓企業市場競爭力在得到不斷增強的基礎上，又能實現自動化的生產目標是當前我國礦產企業改革的重點內容。PLC控制技術在礦山電氣控制系統的應用，不僅在一定程度上提升了采礦設備的全載全自動化生產方式，保障了系統電壓的安全性和穩定性，同時也能夠使機電控制系統在運行質量和運行效率上得到充分的保證，讓系統的耗損率降到最低程度，有效地節約了勞動力和能源，促使企業的經濟效益穩步提高。

參考文獻

[1]梁偉.簡述PLC控制技術在煤礦電氣控制中的應用[J].電子技術與軟件工程，2014（74）：255.

[2]張娜.電氣設備自動控制系統中PLC的設計與運用分析[J].電子技術與軟件工程，2015（43）：180.

[3]楊海龍.基于PLC的礦山電氣控制技術研究[J].赤子，2013（10）：215.